微米级蜂窝状软木多孔炭的制备及吸附四环素的性能
张己召
王启航
李承禹
何丹味
母军
北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室,北京 100083
摘要：以工业废弃软木颗粒为原料,KHC2O4 为活化剂,采用一步法慢速热解、活化得到具有蜂窝状结构的分级多孔活性炭KHBC,并将其应用于吸附水体中的盐酸四环素(TC).通过拟合孔隙结构参数与四环素吸附量分析活性炭孔隙与吸附性能的关系,通过静态吸附实验探究初始pH、温度、初始质量浓度、离子强度等因素对吸附性能的影响,利用SEM、FT-IR等技术对KHBC吸附前后的物理化学结构进行表征,建立活化工艺-软木活性炭孔隙结构-吸附性能间的相关关系.结果表明,活化温度和KHC2O4 添加比例的提高对比表面积和总孔体积有积极影响,并促进 2～5nm介孔的形成.比表面积和总孔体积与吸附TC容量间呈较强的线性关系,R2 分别为 0.985 2、0.958,2～5 nm介孔容积与TC吸附容量的R2 为 0.838 8.当活化温度为 900℃、活化剂添加比例为 5∶1时,得到的KHBC5-900比表面积高达 2 447 m2/g,2～5 nm的介孔明显增多,对水体中TC的吸附效果最好,其呈现微孔-介孔的孔径结构,在 45℃时吸附量高达 1 113.45 mg/g,25℃时吸附量高达 961.54 mg/g,5 min即可达吸附总量的 85%,1 h可达吸附平衡,是未活化BC-900吸附量(21.25 mg/g)的 46倍.且吸附能力几乎不受环境pH和离子强度的影响.KHBC5-900对TC的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,吸附过程是自发和吸热的,吸附机理表明,孔隙填充是主要的吸附机制,同时存在π-π相互作用和氢键相互作用.
关键词：软木KHC2O4活性炭四环素吸附性能
分类号：TQ424.1(试剂与纯化学品的生产)
资助基金：国家自然科学基金(32371794)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 4263-4275 )
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